Machbarkeit Warnsignal im Schuh bei kg-Überschreitung

[Zweifingerjoe]

Hallo Leute,

ich habe eine Frage zur grundsätzlichen Umsetzung einer Idee:

Nach einer Hüftoperation darf ich mein Bein nur mit 20kg belasten.
Es ist nur sehr schwer möglich, nach einer Hüftoperation das Gewicht abzuschätzen.
Dafür gibt es zwar Schuhe, die beim Überschreiten ein Warnsignal abgeben, allerdings
werden diese nicht von der Krankenkasse bezahlt.

Für mich ist das jetzt auch eh zu spät, aaaber:
Ich möchte für einen befreundeten Krankengymnasten so einen Unterschnallwarnwaagenschuh bauen, der bei überschreiten des EINSTELLBAREN Gewichtes ein Martinhorn:-)
(oder etwas anderes) ertönen lässt.
Natürlich nicht so laut.
Das Teil soll auch nur im Krankenhaus nach der OP eingesetzt werden, um überhaupt eine Einsschätzung der Belastung zu haben. Ich habe zwar auf 2 Waagen gestanden und konnte ausprobieren, wieviel denn 20kg sind, aber beim Laufen geht das Gefühl ruckzuck weg.
Das Teil soll so flach wie möglich sein. Ein entsprechender Dummy kommt natürlich auch unter das nichtoperierte Bein.

Das Schaltungstechnische muss ich nochmal neu lernen, aber mein Hauptproblem liegt in den Wägezellen. Wo bekomme ich die und nach welcher Bezeichnung muss ich suchen?
Ich finde alles mögliche, aber keine schönen flachen Zellen bis 200kg deren Signal ich lediglich
(da werde ich garantiert eure Hilfe brauchen) addieren und auswerten muss. Ich wollte 4 Wägezellen in einem Unterschnaller unterbringen.

Was meint ihr?
Es kommt nicht auf 1kg an, aber die Unsicherheit der möglichen
Überlastung wäre weg. Ich muss das Teil auch nicht auf Teufel komm raus bauen. Es ist völlig uneigennützig, aber ich hatte mit dem Problem zu kämpfen und möchte jetzt zumindest anderen helfen.

Ganz zum Schluss die wichtigste Frage an euch: Machbar, oder lieber lassen?

Edit, noch viel wichtiger: Kann man das gar noch einfacher/anders lösen?

Gruß
Zweifingerjoe

[anders]

die wichtigste Frage an euch: Machbar, oder lieber lassen?

Das dürfte machbar sein, aber unterschätze nicht die Detailprobleme.
Solch eine Entwicklung kann sich über Jahre hinziehen und viel Gehirnschmalz erfordern, bis sie wirklich zuverlässig funktioniert.

Ad hoc denke ich, wird man die Wägezelle in dem Absatz oder unter der Ferse anordnen, denn dort wirkt die meiste Kraft, während die Belastung des Vorderfusses eher gering ist.
Für Waagen und ähnliche Geräte werden als Sensoren gerne Dehnungsmeßstreifen verwendet, aber da hier die Belastung eher dynamisch als statisch erfolgt, erscheinen mir piezoelektrische Sensoren vielversprechend.
Ausser den piezokeramischen Materialien, die sich z.B. als piepsende Schallgeber in ungezählten Geräten befinden, denke ich hier insbesondere an piezoelektrische Kunststoffolien aus polarisiertem PVDF (Kynar), die nicht dicker als ein Klebestreifen sind und dennoch bei mechanischer Belastung ziemlich hohe und leicht auszuwertende Spannungen erzeugen.
Als Störeffekt wäre zu nennen, dass piezoelektrische Materialien stets auch pyroelektrisch sind: Weil sie empfindlich auf Temperaturänderungen reagieren, kann man sie auch als Bewegungsmelder verwenden.
Ich habe hier seit wohl 25 Jahren ein Muster eines solchen Material, etwa 40mm x 15 mm groß, vielleicht 0,02mm dick. Wenn ich daran ein gewöhnliches Digitalvoltmeter anschliesse, beobachte ich einen deutlichen Ausschlag, wenn ich nur die Hand in 10 cm Abstand darüber halte.
Zur Druckempfindlichkeit habe ich keine Experimente gemacht, aber dafür gibt es ja Datenblätter.
Das Zeug ist nicht billig und auch schlecht erhältlich, und deshalb würde ich dir raten anfängliche Experimente tatsächlich mit Piezo-Quietschern zu machen, z.B.: http://www.pollin.de/shop/dt/ODI5ODUzOT ... 30_mm.html
Das Gehäuse musst du natürlich entfernen, so dass nur das auf eine Messingplatte aufgeklebte Piezoelement übrig bleibt.

[Zweifingerjoe]

Vielen Dank für deine Erklärung. Was es nicht alles für Möglichkeiten gibt.
So einen Pieper habe ich noch herumliegen und werde mich gleich nach dem Kaffee damit beschäftigen. Eine schöne Aufgabe für einen ruhigen Sonntag.

Gruß
Zweifingerjoe

[Erfinderlein]

Ich denke da an eine Einlegesohle als flachgedrückte Blase mit schlauch zum externen Druckfühler.Vielleicht sicherer mit einer Flüssigkeitsfüllung. Wie willst du dafür sorgen, dass das zweite Bein sich zu einem Schritt bewegt, ohne das volle Körpergewicht auf das erste zu bringen. Das geht normalerweise nur mit Gehhilfe wie z.Bsp. Krücken oder extremem Abnehmen.Druckfühler findet man im Automobilbereich wie Sand am Meer (googeln).Solche "Krücken mit Waage" könnte man auch zum Üben des Gehens mit Krücken gut brauchen.

LG Lothar


Nachtrag apropopöchen kg:

Ich würde bei der Messung respektive der Eichung auf % gehen und nicht auf kg. Später sogar auf einen grünen Balken der bei Erreichen des Sollwertes rot wird.Krücken mit pneumatischen Stossdämpfern

[Zweifingerjoe]

An die Blase dachte ich auch, aber das ist glaube ich nicht in heimarbeit realisierbar. So eine passgenaue Blase?

Richtig, es geht darum, mit einem Gehwagen oder Krücken zu gehen und dabei den Fuß nicht über 20kg zu belasten. Solche Krücken gibt es zwar auch teuer zu kaufen, ich finde die aber unsinniger als die Messung direkt am Fuß. Das mit den %en lasse ich lieber bei den kg.

[BernhardS]

Da werden noch mehr Punkte auftauchen, die in Heimarbeit nicht realisierbar sind. Obwohl: warum eigentlich nicht?? Letztlich kann auch der Amateur alles hinbekommen - vieles sogar besser.

Die flüssigkeitsgefüllte Blase ist vermutlich die richtige Idee. Damit sie funktioniert, darf sich das Ganze nicht seitlich ausweiten können. Damit kommen wir zum Beispiel zu einer flachen Kapsel aus zwei verbundenen Metallblechen, die im Absatz untergebracht werden kann.
Also aus dünnem Edelstahl zwei Bleche in Absatzform lasern lassen, bißchen formen und gleich auch miteinander verschweißen lassen. Das obere hat in der Mitte ein kleines Loch, dort wird gefüllt und dann der Sensor festgemacht.
Die eigentlichen Absatzteile haben sowieso Hohlkammern, da passen Sensor und Batterie mühelos rein. Alles verkleben - es gibt tolle Kleber heutzutage - fertig (zumindest der mechanische Teil).
Natürlich ist das Ganze außerordentlich temperaturempfindlich. Aber die Temperaturänderung zwischen zwei Schritten ist sehr gering. Der Rest ist Software: Druck fällt, bleibt niedrig (Absolutdruck erstmal egal, die Temperatur muss natürlich schon gemessen und reingerechnet werden, aber nicht bei jedem Schritt) - Fuß abgehoben. Druck steigt schnell an - Fuß aufgesetzt. Grenzwert überschritten - Piepst.
Nur als Vorschlag.